内燃機関超基礎講座 | トヨタ1GD-FTV：先鋭のみを追求せず、高耐久易整備性をも満足させる

現状では縦置き+後輪駆動が主設計。写真は日本仕様のプラドのもので、フロントデフをよけるためにオイルパンが大きくえぐられているのが特徴だ。

ディーゼルエンジンの性能を大きく左右するだけに、トヨタは可変容量ターボを内製する手段をとった。タービン/コンプレッサーともにホイール形状を最適化、高効率の過給を実現している。可変ベーンは熱の影響を最小限に抑える設計としてクリアランスを低減、いずれの角度においても高効率を追求した。

ピストンには冠面に遮熱皮膜を施し、冷却損失を大きく抑えるのに成功している。

KD型（左）はスワールのために、回り込むような吸気ポートの設計。これにはシリンダーヘッドのスタッドボルトが6本/気筒という構造も関係していた。GD型（右）はスタッドを4本化、ポートの配置を低圧損低流動設計とした。

ターボ直後で酸化触媒/DPFによって処理されたあと、図に示すシステムに排ガスが流入する。SCR触媒は2段構造、最終段はアンモニア臭を除去する触媒で、NOx浄化率は99%以上を誇る。尿素水の補充スケジュールを油脂類のメインテナンスとそろえるべく、タンク容量などが定められた。

従来の開発は「実際にやってみて課題を抽出し、改良を施す」という繰り返しで、どうしても多くの時間を要していた。今回の開発では「燃焼設計」と称する手法を導入。燃費の制御要素としての熱発生時期、燃焼音の制御要素としての熱発生率に着目し、シミュレーションを用いて噴射時期/回数、量や噴射圧を定めていった。

KD型に比べて、燃料流路長は同等ながら、コマンドピストンを廃したことで筐体が著しく小型化されているのがわかる。これによりリーク量を減らすことができ、結果最高噴射圧を2000barから2500barまで高めている（GD型は2200bar）。

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